JP2021013092A - 車載ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラのレンズを視認し難くした車載ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】車両に搭載され、当該車両の情報を表示する透過型ディスプレイパネル２と、画像光を入射するレンズ１１を透過型ディスプレイパネル２の背面側に備えたカメラ装置１０と、を有する車載ディスプレイ装置１であって、透過型ディスプレイパネル２とレンズ１１との間に配置され、透光率が変化する調光板２１と、調光板２１の透光率を制御するコントロールユニットと、を備え、コントロールユニットは、カメラ装置１０による撮影時には調光板２１を透光状態とし、非撮影時には調光板２１の透光率を低下させて遮光状態に制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、カメラを備えた車載ディスプレイ装置に関する。

車両のインストルメントパネルやダッシュボードには、運転者に各種の車両情報を提供するために、液晶等によるディスプレイ装置が広く採用されている。
また、近年では、運転者の状態等を監視するために、車室内を撮影するカメラが備えられた車両が開発されてきている。例えば、特許文献１には、車両のダッシュボードに備えられ、背後に画像取込みデバイスが備えられた透過型のディスプレイ装置が開示されている。

特開２０１５−２５６０号公報

上記のように車室内を撮影するカメラが備えられている場合には、車両に搭乗している運転者等の乗員が常にカメラによって撮影されて監視されているように感じられ、乗員に違和感や不快感を与える可能性がある。
上記特許文献１のように、透過型ディスプレイ装置の背後にカメラ等の画像取込みデバイスが備えられていると、カメラのレンズが露出していないことから、乗員の違和感や不快感を低減させることが可能になる。しかしながら、ディスプレイ装置が透過型であるので、描画状態によってはカメラのレンズが透けて見える可能性がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、カメラのレンズを視認し難く配置した、車載ディスプレイ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の車載ディスプレイ装置は、車両に搭載され、情報を表示する透過型ディスプレイと、画像光を入射するレンズを前記透過型ディスプレイの背面側に備えたカメラと、を有する車載ディスプレイ装置であって、前記透過型ディスプレイと前記レンズとの間に配置され、透光率が変化する第１の調光部と、前記第１の調光部の透光率を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記カメラによる撮影時よりも非撮影時に前記第１の調光部の透光率を低下させるように前記第１の調光部を制御することを特徴とする。

これにより、透過型ディスプレイの背面側にカメラのレンズを備えることで、透過型ディスプレイを視認する乗員の視線や表情等を撮影するのに適した場所にカメラを設置することができるともに、カメラのレンズの設置位置の取り付けスペースを低減させることができる。
更に、透過型ディスプレイとレンズとの間に透光率が変化する第１の調光部を備え、カメラによる撮影時よりも非撮影時に第１の調光部の透光率を低下させるので、カメラによる撮影時には第１の調光部の透光率を比較的上昇させて、カメラのレンズに入射する光量を確保して撮影が可能になる一方、カメラによる非撮影時には第１の調光部の透光率を低下させて、第１の調光部の背面側に位置するレンズを視認し難くすることができる。

好ましくは、前記透過型ディスプレイと前記レンズとの間であって、かつ前記第１の調光部の周囲に遮光板を備えるとよい。
これにより、第１の調光部の周囲から不要な光が入り込むことによる撮影画像の劣化を抑制することができる。
好ましくは、前記透過型ディスプレイと前記レンズとの間であって、かつ前記第１の調光部の周囲に透光率が変化する第２の調光部を備え、前記制御部は、前記第２の調光部を常時、遮光状態に制御するとともに、前記カメラによる非撮影時における前記第１の調光部の透光率と同一の透光率に制御するとよい。

これにより、非撮影時に、第１の調光部とその周囲の第２の調光部がいずれも同一の透光率である遮光状態に制御されるので、透過型ディスプレイの背面側が第１の調光部とその周囲の第２の調光部において一様な反射率及び吸光率となって、透過型ディスプレイにおける描画をより自然なものにすることができる。
好ましくは、前記透過型ディスプレイは、一対のガラス基板の間に電極及び発光素子を挟んで形成され、前記一対のガラス基板のうち、前記レンズ側に位置する前記ガラス基板に無機エレクトロクロミック物質を蒸着して、当該蒸着された部位の前記ガラス基板を前記第１の調光部にするとよい。

これにより、第１の調光部の機能をガラス基板に付与することで、ガラス基板とレンズの間に新たに第１の調光部を設ける必要がなくなり、レンズをガラス基板に近づけて配置することができる。これにより、ディスプレイ装置全体の厚さを低減させることができる。
好ましくは、前記第１の調光部の大きさは、前記カメラの画角に対応して設定されているとよい。

これにより、第１の調光部をカメラの画角に対応して、例えばカメラの画角を含むように略同一に設定することで、第１の調光部を必要かつ最小限の大きさに設定することができる。
好ましくは、前記制御部は、前記カメラによる撮影時に、前記カメラの画角に対応する前記透過型ディスプレイの部位での描画を規制するとよい。

これにより、カメラによる撮影時に透過型ディスプレイでの描画がカメラの撮影画像に映り込むことを規制することができる。

本発明の車載ディスプレイ装置は、カメラによる撮影時にはカメラのレンズに入射する光量を確保して撮影が可能になる一方、カメラによる非撮影時には第１の調光部の透光率を低下させて、第１の調光部の背面に位置するレンズを視認し難くすることができる。これにより、カメラによる非撮影時に、透過型ディスプレイを視認する車両の乗員がカメラのレンズに気付き難くなり、監視されているような不快感を低減させることができる。

本発明の第１の実施形態の車載ディスプレイ装置の構造を示す横断面図である。 第１の実施形態の車載ディスプレイ装置での描画時におけるディスプレイ光を示す説明図である。 第１の実施形態の車載ディスプレイ装置での撮影時における入射光を示す説明図である。 第１の実施形態の車載ディスプレイ装置の制御部の構成図である。 第１の実施形態におけるコントロールユニットにおいて実行される車載ディスプレイ装置の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の車載ディスプレイ装置の構造を示す横断面図である。 本発明の第３の実施形態の車載ディスプレイ装置の構造を示す横断面図である。 本発明の第４の実施形態の車載ディスプレイ装置の構造を示す横断面図である。 本発明の第５の実施形態の車載ディスプレイ装置の構造を示す横断面図である

以下、本発明を具体化した車載ディスプレイ装置の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１の構造を示す横断面図である。図２は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１での描画時におけるディスプレイ光ＤＬを示す説明図である。図３は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１での撮影時における入射光ＩＬを示す説明図である。図４は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１の制御部の構成図である。図５は、コントロールユニット３０において実行される車載ディスプレイ装置１の制御手順を示すフローチャートである。

本発明の第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１は、例えば車両のインストルメントパネルに採用されている。車載ディスプレイ装置１は、例えば車速、エンジン回転速度、車載電池の充電状況、安全装置等の車載装置の作動情報のような各種情報を、運転者等の乗員に提供するものである。したがって、乗員、特に運転者は、車両運転時において車載ディスプレイ装置１を比較的頻繁に視認する。

図１〜３に示すように、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１は、画像非表示状態において透過する透過型ディスプレイパネル２（透過型ディスプレイ）を備えている。
透過型ディスプレイパネル２は、例えばＯＬＥＤ（有機ＥＬディスプレイ）パネルであって、発光素子３を、一対の電極４、５で挟み、更に一対のガラス基板６、７で挟んで構成されている。

本実施形態の車載ディスプレイ装置１は、透過型ディスプレイパネル２の背面側（内部）にカメラ装置１０（カメラ）を備えている。
カメラ装置１０は、画像光を取り込むレンズ１１とイメージセンサ１２を備えている。レンズ１１は例えば直径数ｍｍから数ｃｍ程度の円形であり、透過型ディスプレイパネル２の背面側のガラス基板７の一部に面して配置されている。イメージセンサ１２はレンズ１１の背面側に隣接して配置されている。

更に、車載ディスプレイ装置１は、透過型ディスプレイパネル２の背面側のガラス基板７とレンズ１１との間に、透光調節板２０を備えている。透光調節板２０は、調光板２１（第１の調光部）及び遮光板２２を備えている。
調光板２１は、印可電圧が制御されることで、透過状態（透明状態）から遮光状態まで光の透過率である透光率を調節可能な円形状の板であり、レンズ１１の前面に配置されている。

遮光板２２は、光を遮断する板であり、少なくとも運転者が遮光板２２より背面側を見えない程度に光を遮断する透光率になっている。
遮光板２２はレンズ１１の前面が穴となっており、その穴の部分に円形状の調光板２１がはめ込まれて一体的な板状に形成されて、透光調節板２０が構成されている。
なお、調光板２１の遮光状態における透光率は、遮光板２２と同一程度になることが可能となっている。

図３に示すように、遮光板２２の穴の大きさと位置、即ち調光板２１の大きさと位置は、カメラ装置１０の画角θｄ、即ちイメージセンサ１２への入射光ＩＬの範囲を全て含み、かつ略同一の範囲に設定されている。
また、透過型ディスプレイパネル２は、カメラ装置１０の画角（図３のθｄ）に対応する範囲（以下、入射光部２５という）について、描画（画像表示）をオンオフする機能を備えている。入射光部２５は、カメラ装置１０の画角θｄ、即ちイメージセンサ１２への入射光ＩＬの範囲を全て含み、更に略同一の範囲に設定するとよい。入射光部２５の描画をオフにすることで、透過型ディスプレイパネル２の入射光部２５が透過する。なお、透過型ディスプレイパネル２の入射光部２５以外の部位では、画像信号に基づく描画が常時可能である。

図４に示すように、車載ディスプレイ装置１は、カメラ装置１０、透過型ディスプレイパネル２の入射光部２５、調光板２１、コントロールユニット３０を備えて構成されている。
コントロールユニット３０は、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。コントロールユニット３０は、カメラ装置１０より撮影情報（使用指示信号、撮影終了信号）を入力し、カメラ装置１０による撮影の許可、透過型ディスプレイパネル２の入射光部２５における描画のオンオフ、調光板２１の作動制御を行う。

カメラ装置１０は、例えばビデオ通話、自撮り、個人認証といった撮影対象者（乗員）の意図した撮影や、車両のシェアライドでの同乗者の監視といったような撮影対象者の意図しない撮影等を行う。カメラ装置１０は、これらの撮影において、使用指示信号（撮影指示信号）及び撮影終了信号をコントロールユニット３０に出力する一方、カメラ装置１０による撮影を許可する撮影許可信号を入力して撮影が可能となる。

コントロールユニット３０は、カメラ装置１０より使用指示信号を入力した場合に、図５に示す車載ディスプレイ装置１の制御を開始する。
始めにステップＳ１０では、調光板２１を透過状態に制御する。そして、ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、入射光部２５における描画を停止させるように透過型ディスプレイパネル２を制御する。即ち、入射光部２５が透過状態になる。そして、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、カメラ装置１０に撮影許可信号を出力して、撮影を開始させる。即ち、イメージセンサ１２に画像光を取り込んで撮影を行う。そして、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、カメラ装置１０による撮影が完了したか否か、即ちカメラ装置１０より撮影完了信号を入力したか否かを判別する。カメラ装置１０による撮影が完了した場合には、ステップＳ５０に進む。カメラ装置１０による撮影が完了していない場合には、ステップＳ４０を繰り返す。

ステップＳ５０では、入射光部２５における描画を可能とするように透過型ディスプレイパネル２を制御する。そして、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ６０では、調光板２１を非透過状態（遮光状態）に制御する。なお、調光板２１を非透過状態にした場合には、調光板２１の透光率及び反射特性が、遮光板２２と略同一になる。そして、本ルーチンを終了する。

なお、上記実施形態では、カメラ装置１０による撮影は、撮影指示信号に応じて行われるが、撮影指示信号が入力している状態を前提として、例えば車両走行時に所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）毎に、カメラ装置１０による撮影を周期的に行うとともに、カメラ装置１０の周期的な撮影に同期して入射光部２５の描画のオフ及び調光板２１を透過するように制御してもよい。

図２に示すように、カメラ装置１０による非撮影時であり、入射光部２５を含む透過型ディスプレイパネル２による描画時には、透過型ディスプレイパネル２の発光素子からの３原色のディスプレイ光ＤＬが運転者側に向けて発光して、描画された情報を運転者に提供する。このとき、調光板２１は遮光状態に制御されている。したがって、調光板２１の位置と遮光板２２の位置とで透光率が略一致することで、透過型ディスプレイパネル２全面に亘って、背面側に一様な遮光板が配置されていることと同様な状態になり、透過型ディスプレイパネル２により全面に亘って表示される描画が自然なものとなる。

図３に示すように、カメラ装置１０による撮影時には、入射光部２５での描画が停止されるとともに調光板２１が透過状態に制御されるので、透過型ディスプレイパネル２を通過して前面側から画像光をカメラ装置１０のレンズ１１に取り込んで、透過型ディスプレイパネル２に向き合う運転者の表情等を撮影することができる。なお、この撮影時においても、レンズ１１の前面の入射光部２５以外の部位で透過型ディスプレイパネル２によって任意の画像表示を行うことができる。

以上のような構成による第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１では、車両情報を表示する透過型ディスプレイパネル２の背面側に、カメラ装置１０のレンズ１１を配置したので、透過型ディスプレイパネル２を視認する乗員の撮影、特に透過型ディスプレイパネル２を視認する乗員の視線や表情等を撮影するのに適した場所にカメラ装置１０を設置することができる。また、透過型ディスプレイパネル２の背面側にカメラ装置１０のレンズ１１が配置されていることから、カメラ装置１０のレンズ１１の設置位置の取り付けスペースを低減させることができる。

更に、本実施形態では、カメラ装置１０のレンズ１１と透過型ディスプレイパネル２との間に、透光率を変更制御することができる調光板２１を備えている。そして、カメラ装置１０による撮影時に調光板２１を透過状態とし、カメラ装置１０による非撮影時には調光板２１を遮光状態に制御する。
したがって、カメラ装置１０による撮影時には調光板２１の透光率を上昇させることで、カメラ装置１０のレンズ１１に入射する光量を十分に確保した撮影が可能となる。また、カメラ装置１０による撮影時には、透過型ディスプレイパネル２の入射光部２５での描画をオフにすることで、入射光部２５での描画がカメラ装置１０による撮影画像に映り込むことを防止できる。

一方、カメラ装置１０による非撮影時には調光板２１の透光率を低下させることで、乗員等が透過型ディスプレイパネル２及び調光板２１の背面側に位置するレンズ１１を視認し難くすることができる。これにより乗員がカメラ装置１０によって撮影されて監視されているような不快感を低減させることができる。
また、非撮影時には、カメラ装置１０のレンズ１１が視認し難くなり、更に遮光状態における調光板２１と遮光板２２とで透光率を略同一にすることで、透過型ディスプレイパネル２におけるレンズ１１に面した部位とその周囲の部位で、透過型ディスプレイパネル２において表示の様相が変化することを抑制して違和感の少ない表示が可能となる。

また、調光板２１はレンズ１１の前側の部分のみ、詳しくはカメラ装置１０の画角に対応した範囲のみ設けられており、その周囲に遮光板２２が配置されているので、レンズ１１の画角θｄの外側から光が入り込んで例えば周囲の物質に反射してレンズ１１に侵入することを抑制することができる。これにより、カメラ装置１０による撮影時において、不要な反射光がレンズ１１に入り込んで撮影画像の白飛び等の劣化をすることを抑制することができる。

次に図６を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態の車載ディスプレイ装置３１の構造を示す横断面図である。
図６に示すように、第２の実施形態の車載ディスプレイ装置３１は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１に対して、遮光板２２が調光板２１と同様の調光機能を有する外側調光板３５（第２の調光部）になっている点が異なる。外側調光板３５は、レンズ１１の前面の調光板２１と反射率や吸光率等の仕様が同一であるが、図４の二点鎖線で示すように、コントロールユニット３０によって調光板２１とは独立して透光率を制御可能となっている。

コントロールユニット３０は、外側調光板３５については、常時、光を遮断する遮光状態に透光率を制御する。詳しくは、外側調光板３５の透光率を、非撮影時の調光板２１の透光率と同一にすればよい。
これにより、第２の実施形態では、外側調光板３５が常時光を遮断するような透光率に制御されるので、第１の実施形態の遮光板２２と同様の効果が得られる。したがって、本実施形態の車載ディスプレイ装置３１は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１と同様の機能を有する。

更に、外側調光板３５と調光板２１とが同一の仕様であり、非撮影時において同一の透光率に設定されるので、非撮影時に透過型ディスプレイパネル２の全面に亘って、後面の透光調節板２０がより一様な反射率及び吸光率となって、透過型ディスプレイパネル２により全面に亘って表示される描画がより自然なものとなる。
次に図７を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。

図７は、本発明の第３の実施形態の車載ディスプレイ装置４１の構造を示す横断面図である。
図７に示すように、第３の実施形態の車載ディスプレイ装置４１は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１に対して、レンズ１１に面した調光板２１に対応する位置に、透過型ディスプレイパネル２のレンズ１１側のガラス基板７におけるレンズ１１側の面に無機エレクトロクロミック物質ＩＥを蒸着させて、調光板２１と同様の調光機能を有する調光部位３６（第１の調光部）としている。この調光部位３６は、コントロールユニット３０によって第１の実施形態と同様に透光率が制御される。

これにより、第３の実施形態の車載ディスプレイ装置４１は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１と同様の機能を有する。
更に、ガラス基板７に調光機能を付加させるので、第１の実施形態の調光板２１の厚さ分、カメラ装置１０のレンズ１１をガラス基板７に近づけるように配置することができる。したがって、カメラ装置１０を含む車載ディスプレイ装置４１全体の厚さを低減させることができる。

次に図８を用いて、本発明の第４の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態の車載ディスプレイ装置５１の構造を示す横断面図である。
図８に示すように、第４の実施形態の車載ディスプレイ装置５１は、第１の実施形態の車載ディスプレイ装置１に対して、透過型ディスプレイパネル２のレンズ１１側のガラス基板におけるレンズ１１側の面に、全面に亘って無機エレクトロクロミック物質を蒸着させている。したがって、透光調節板２０は不要となる。なお、第１の実施形態における調光板２１に対応する調光部位３６（第１の調光部）と、その周囲の外側調光部位３７（第２の調光部）とは、コントロールユニット３０によって夫々独立して透光率の制御が可能になっている。

そして、調光部位３６については、第１の実施形態の調光板２１と同様に透光率を制御し、外側調光部位３７については、第２の実施形態の外側調光板３５と同様に透光率を制御する。
これにより、第４の実施形態では、ガラス基板７の全面に亘って調光機能を付加させるので、第３の実施形態と同様に、カメラ装置１０のレンズ１１をガラス基板７に近づけて、カメラ装置１０を含む車載ディスプレイ装置５１全体の厚さを低減させることができる。また、非撮影時において調光部位３６と外側調光部位３７とを、光を遮断するような同一の透光率に設定することで、非撮影時に透過型ディスプレイパネル２におけるガラス基板７が一様な反射率及び吸光率となって、透過型ディスプレイパネル２によって表示される描画がより自然なものとなる。

次に図９を用いて、本発明の第５の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第５の実施形態の車載ディスプレイ装置６１の構造を示す横断面図である。
図９に示すように、第５の実施形態の車載ディスプレイ装置６１は、第４の実施形態の車載ディスプレイ装置５１に対して、透過型ディスプレイパネル２のレンズ１１側のガラス基板７におけるレンズ１１側とは反対側の面に無機エレクトロクロミック物質を蒸着させている点が異なるが、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、図５に示す車載ディスプレイ装置１の制御において（車載ディスプレイ装置３１、４１、５１、６１の制御についても同様に）、ステップＳ１０とステップＳ２０については、順番を入れ替えたり、同時に行ったりしてもよい。また、ステップＳ５０とステップＳ６０についても、順番を入れ替えたり、同時に行ったりしてもよい。

また、ＯＬＥＤ以外でも透過型ディスプレイパネルを備えたディスプレイ装置であれば、本発明を適用することができる。
また、ダッシュボード以外に車両に搭載されたディスプレイ装置に本発明を適用することができるとともに、カメラ装置１０の撮影対象が運転者以外の乗員であってもよい。

１、３１、４１、５１、６１ 車載ディスプレイ装置
２ 透過型ディスプレイパネル（透過型ディスプレイ）
７ ガラス基板（レンズ側に位置するガラス基板）
１１ レンズ
１０ カメラ装置
２１ 調光板（第１の調光部）
３０ コントロールユニット（制御部）
２２ 遮光板
３５ 外側調光板（第２の調光部）
３６ 調光部位（第１の調光部）
３７ 外側調光部位（第２の調光部）

Claims (6)

1. 車両に搭載され、情報を表示する透過型ディスプレイと、
   画像光を入射するレンズを前記透過型ディスプレイの背面側に備えたカメラと、
   を有する車載ディスプレイ装置であって、
   前記透過型ディスプレイと前記レンズとの間に配置され、透光率が変化する第１の調光部と、
   前記第１の調光部の透光率を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記カメラによる撮影時よりも非撮影時に前記第１の調光部の透光率を低下させるように前記第１の調光部を制御することを特徴とする車載ディスプレイ装置。
2. 前記透過型ディスプレイと前記レンズとの間であって、かつ前記第１の調光部の周囲に遮光板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車載ディスプレイ装置。
3. 前記透過型ディスプレイと前記レンズとの間であって、かつ前記第１の調光部の周囲に透光率が変化する第２の調光部を備え、
   前記制御部は、前記第２の調光部を常時、遮光状態に制御するとともに、前記カメラによる非撮影時における前記第１の調光部の透光率と同一の透光率に制御することを特徴とする請求項１に記載の車載ディスプレイ装置。
4. 前記透過型ディスプレイは、一対のガラス基板の間に電極及び発光素子を挟んで形成され、
   前記一対のガラス基板のうち、前記レンズ側に位置する前記ガラス基板に無機エレクトロクロミック物質を蒸着して、当該蒸着された部位の前記ガラス基板を前記第１の調光部にすることを特徴とする請求項１に記載の車載ディスプレイ装置。
5. 前記第１の調光部の大きさは、前記カメラの画角に対応して設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車載ディスプレイ装置。
6. 前記制御部は、前記カメラによる撮影時に、前記カメラの画角に対応する前記透過型ディスプレイの部位での描画を規制することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車載ディスプレイ装置。

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